Hogyan működik a szemüveg nélküli 3D?

Tavaly minden a 3D-ről szólt a szórakoztatóelektronika világában, idén kicsit csendesettek a kedélyek, hiszen a gyártók 2011-ben az okostévékre is elég nagy hangsúlyt fektetnek. Ennek egyik oka az, hogy a 3D a várakozásokkal ellentétben egyelőre nem aratott akkora sikert, a tavalyi év során például a gyártók összességében csupán a tervezett mennyiség felét szállították le. A sikertelenség legfőbb oka az, hogy nagyon kevés még a 3D tartalom (persze néhány éven belül meg fog változni, és, ha belegondolunk, akkor annak idején a HD felbontás sem terjedt el villámgyorsan), a felhasználók azonban nemcsak ezért várnak ki, hanem azért is, hogy eldőljön, melyik 3D formátum lesz a befutó.

Jelenleg az aktív shutteres szemüveggel működő rendszerek a legelterjedtebbek, idén viszont már több gyártó is próbálkozik a passzív elven működő 3D-vel. Sokan azonban arra számítanak, hogy a két szemüveges megoldás mellett nevető harmadikként a szemüveg nélküli 3D lehet a nyerő, ami a kényelem szempontjából mindenképpen a legjobb választás lenne, ezt készséggel elismerjük. Azonban nagy kérdés, hogy a technológia jelenlegi fejlettségi szintje és az elmúlt években véghezvitt fejlesztések sebessége mellett a technológia mikor lesz olyan állapotban, hogy a nagy gyártók tömegesen elő merjenek állni saját megoldásukkal. A Toshiba szerint már eljött az idő, a japán gyártó 12 és 20 colos méretben tavaly év vége óta forgalmazza a szemüveg nélkül 3D képet előállítani képes GL1 szériát, jövő év márciusáig pedig sorozatgyártásba kerül egy vagy több nagyobb, 42-65 col képátlóval rendelkező típus is. A tavalyi IFA-n ugyanakkor a Philips még csak 2013-re ígérte saját megoldását, az idei CES-en az LG-től pedig még konkrét dátumot sem kaptunk arra vonatkozóan, hogy az egyébként demózott rendszerből mikor lehet piaci termék.

Ahhoz, hogy megértsük, miért megy olyan lassan a fejlesztés, meg kell értenünk, hogyan működnek az autosztereoszkóp (szemüveg nélküli) 3D rendszerek. Cikkünkben ehhez nyújtunk segítséget.

3D alapok

Bár hosszasan nyilván most nem megyünk bele abba, hogyan működnek a 3D tévék (ezt megtettük korábban), de az alapokkal mindenképpen érdemes tisztában lenni: 3D kép előállításánál a megjelenítők alapvető feladata az, hogy a bal és a jobb szem számára eltérő képet mutassanak, hogy a különbségek alapján a két szem képéből együttesen az agyunk egy térbeli (mélységinforációkkal ellátott) képet tudjon összeállítani. Bár a folyamatot ezzel alaposan leegyszerűsítettük, a lényeg csupán ennyi – a megvalósítás módja, az elérhető képminőség és az élmény viszont technológiától függően jelentősen eltérhet.

Segédeszközzel természetesen nem akkora feladat két különböző kép „vetítése”; az aktív szemüveges 3D-nél a gyártók ezt egyszerű kitakarással, a passzív szemüveges tévéknél pedig a fény polarizálásával oldják meg. Sokkal nagyobb a kihívás akkor, ha a kép szétválasztását egyedül a tévének kell megoldani, márpedig egy szemüveg nélküli rendszer esetében éppen ez a helyzet.

A 3D működésével és a térlátással foglalkozó további cikkeink:
Hogyan működik a 3D
3D és az egészség

Autosztereoszkóp 3D alapok

A bal és a jobb szem képének a szétválasztása a szemüveggel működő rendszereknél úgy történik, hogy a szemüveg valamilyen módon megakadályozza, hogy a jobb szemnek szánt kép eljusson a bal szemhez, és fordítva. Az autosztereoszkóp rendszereknél is a „kitakarás” elve működik, ám itt a kitakarást a tévé kijelzője – egészen pontosan a kijelző elé vagy vagy mögé épített szűrő – saját maga végzi el.

A szemüveg nélkül is térbeli látványt nyújtó rendszereket autosztereoszkóp rendszereknek nevezzük. Az autosztereoszkóp megjelenítőknek két alapvető típusa van, amelyek között a kitakarás módja alapján tehetünk különbséget. Az egyik változat angol neve parallax barrier (amit magyarul látószög korlátnak fordíthatunk le), míg a másik megoldás a lentikuláris (angolul lenticular) névre hallgat. Ahogyan lenni szokott, mindkét megoldásnak vannak előnyei és hátrányai is, a nagyobb képméretű eszközöknél azonban inkább a lentikuláris verzió felé mozdultak el a gyártók.

Parallax barrier vs. lentikuláris 3D

A parallax barrier elven működő 3D tévéknél az extra szűrőt az LCD-panel és a fényforrás közé valamint az LCD-panel elé is beépíthetik a gyártók. Az extra szűrő általában egy második LCD-panel, amely így kikapcsolható.

Ez a módszer nagyon egyszerűen működik, az extra szűrő bizonyos irányokból blokkolja a fény útját, vagyis minden pixel csak bizonyos helyről látszik. Az alábbi ábra segítségével jobban érthető mindez, de a lényeg annyi, hogy a „másik” szem azért nem látja az adott pixelt, mert „onnan” nézve az adott képpontnak nincs háttérvilágítása. Ennek a verziónak hatalmas előnye, hogy 2D-ben, a parallax szűrő kikapcsolásával, a panel teljes felbontása hasznosítható.

A lentikuláris szűrő ezzel szemben az LCD-panel előtt helyezkedik el, és parányi, pixel vagy alpixel méretű lencsékből áll. Minden lencse feladata az, hogy az adott képpont fényét úgy irányítsa, hogy az csak bizonyos hely(ek)ről legyen látható.

A működési elv megértésében a kép ezúttal is sokat segít, de remek gyakorlati példa az iskolai vonalzó is, amelyik attól függően, hogy honnan nézzük, mást ábrázol.

A lentikuláris megoldás segítségével a fény útja pontosabban szabályozható, de további előnyt jelent az is, hogy a technológia segítségével elérhető maximális fényerő nagyobb. Ugyanakkor, mivel az optikai szűrő fix, ezért az ilyen típusú kijelzők 2D-ben és 3D-ben is csak a panel fizikai felbontásánál alacsonyabb részletességet tudnak produkálni – rögtön kiderül, hogy ez miért fontos.